JP4408632B2

JP4408632B2 - Factory waste liquid treatment method

Info

Publication number: JP4408632B2
Application number: JP2003028595A
Authority: JP
Inventors: 良幸名越; 秀明五十嵐
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Ube Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Ube Corp
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2023-02-05
Also published as: JP2004238244A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場廃液をセメント工場にて処理を行なう方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学工場や電子部品製造工場等の各種製品を製造している工場より発生する廃液は、水分を大量に含むものが多いが、それらは通常、廃液浄化処理設備において好気性処理される。これにより、工場廃液中の有機成分が好気性微生物により分解され、その結果生成した沈殿やフロック等のスラッジを取り除き、浄化された水が系外に排出される。
また、廃液浄化処理設備がない工場においては、工場廃液は、焼却処分されていることが多い。
【０００３】
工場廃液の浄化処理は、設備に広大な敷地を要する上、運転やメンテナンスにも費用がかかる等、多額のコストがかかる。また、廃液浄化処理の際に発生するスラッジは、直接埋立処理、または、焼却後、焼却灰を埋立処理されることが多いが、埋立処分場の受入れ可能量は確実に減少しており、その処理は今後益々困難になることが予想される。
【０００４】
その解決策の一つとして、工場廃液をセメント工場における原料工程の調湿塔に散布する方法等でセメント原料に混合する処理方法が、例えば特許文献１に提案されている。
この様な、セメント工場の原料工程での処理については、処理量が増えると、乾燥する必要が生じるため熱効率が低下し、かえってコスト高になることや、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、ＳＯ_４ ^２−、Ｃｌ⁻等の無機イオンを含む廃液では、キルン内で循環し、コーチングを形成し、安定操業に支障を来す。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００―２３９０５０号公報（２ページ）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上に示した従来の工場廃液の処理方法における問題点を考慮してなされたものであり、廃液浄化処理のための設備が必要でなく、また、セメントクリンカーの特性や焼成工程に支障を来たさない、工場廃液処理方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題解決の手段】
本発明は、工場廃液を、セメントクリンカーを冷却する工程、冷却したクリンカーをサイロに輸送する工程及びクリンカーを仕上げ粉砕する工程から選ばれる一種又は二種以上の工程上に在るセメントクリンカーに散布添加する工場廃液処理方法において、工場廃液が１質量％以上の硫酸ナトリウムを含み、かつ工場廃液を、硫酸ナトリウム量がセメントクリンカーに対して０．０５〜０．２質量％となるように添加することを特徴とする工場廃液処理方法に関する。
以下に、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
セメント原料は、セメントキルン中にて１４００℃以上の温度で焼成され、セメントクリンカーとして排出される。排出されたクリンカーは１２００℃以上であるが、直ちにクリンカークーラーへ送られ、そこで２００℃程度まで空冷される。クリンカークーラーを出たクリンカーは、バケットエレベーター、ベルトコンベアー等によりクリンカーサイロまで運ばれ、一旦貯蔵されるが、途中で必要に応じて水を散水されて冷却される。
【０００９】
その後、セメントクリンカーは、仕上げミルでせっこう（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）と共に粉砕され、最終的にセメントとなる。この仕上げ粉砕には、通常ボールミルが使われているが、ミル内の温度は、粉砕エネルギーにより上昇する。この温度は、クリンカーの温度が高いほど高くなる。クリンカーは貯蔵中に温度が低下するが、数千ｔオーダーで貯蔵されるため、内部のクリンカーの温度は下がりにくく、特に夏期にはクリンカーの温度が高いことが多い。このような高温のクリンカーを使用した場合、ミル内の温度は高くなり易い。ミル内の温度が８０℃以上になると、結晶水の脱水により、せっこうが徐々に半水せっこう（ＣａＳＯ_４・０．５Ｈ_２Ｏ）へと変化する。セメント中の半水せっこうの量が多くなりすぎた場合、セメントは偽凝結を起すことが知られている。このため、ミル内の温度上昇を防ぐために、ミル内、または、ミルに入る直前のクリンカーに水を散布して、その蒸発潜熱によりミル内の温度が上がりすぎないよう調整することが行われている。この時の散水量は、ミルの大きさやセメントの品質におよぼす影響を考慮して決定されているが、通常はクリンカーに対して３質量％以内である。
【００１０】
本発明は、クリンカーに工場廃液を散布添加することを特徴とするが、工場廃液のクリンカーへの添加位置は、キルンにて焼成されたセメントクリンカーを冷却する工程からクリンカーを仕上げ粉砕する工程までの間において種々選択できる。
例えば、上述したクリンカークーラー内、もしくは、クリンカーサイロへの輸送途中のベルトコンベアー上を流れるクリンカーに、水の替わりに工場廃液を散布する方法がある。この方法では、廃液中の水分は瞬時に蒸発し、クリンカーが冷却されるとともに、残った乾燥固形物はそのままセメント成分となる。
【００１１】
また、工場廃液を、上記のセメント仕上げミル冷却水の代わりとして、仕上げミル内に散布することもできる。この場合には、廃液はミル冷却水の役割を果たし、かつ、廃液乾燥後の固形分は、セメントに取り込まれる。何れの場合も、工場廃液を冷却に利用しながら、処理することができることになる。
【００１２】
ここに示した、工場廃液のクリンカークーラー内への散布処理、サイロへ輸送中のクリンカーへの散布処理、また、セメント仕上げミル内への散布処理は、何れも、セメントキルンの運転に影響のない個所での処理であるため、キルンの運転に支障を来たすことがなく、安定したキルン運転を行なうことができる。
【００１３】
本発明において処理の対象となる工場廃液は、各種工場の製造現場で発生する、大量の水を含んだ液体であり、化学工場で発生する廃液、電子部品工場における洗浄廃水、無機製品工場より発生する廃液等を例として挙げることが出来る。
これらは、その由来によって、水分量、含有物の種・量が当然異なる。従って、クリンカ-への添加量は、これらの諸量及び添加位置のクリンカー温度、更にはセメントの品質ヘの影響を考慮して決めることになるが、その大部分が水分であることからセメントの品質に悪影響を及ぼす可能性は低く、特に、含水量が８５％以上の工場廃液は、一般的に、純水同様に扱うことが出来る。
また、工場廃液は、組成が明確で且つ変動が少ないこと及び発生量が多いことから、添加条件の設定が容易であるだけでなく、セメント品質の安定化の面からも、本発明の方法による処理対象として適した材料である。
【００１４】
ナトリウムを含む化合物を硫酸で処理する工程等で発生する、１質量％以上の硫酸ナトリウムを含む工場廃液の処理は、セメント原料の観点からも好ましいものである。散布添加される硫酸ナトリウムの量が０．０５〜０．２質量％となるように添加処理したクリンカーを使用したセメントでは、リグニンスルホン酸系のＡＥ減水剤を使用した場合にコンクリートの強度が向上する効果が発現するからである。この場合には、目的としたクリンカー冷却効果に加え、クリンカーを添加対象としたことに特有の効果が付加されたことになる。
【００１５】
工場廃液の添加量は、純水添加の場合同様、多すぎると、廃液の水分によりセメントクリンカーの水和反応が起こり、セメントの品質低下の原因になる。従って、その添加量は、純水使用の場合同様、その散布個所のクリンカー温度に適した量を予め試験等により決定して置くことになる。また、仕上げミルへの散布処理の場合は、そのミルにおける冷却水の最適添加量に準じればよい。
【００１６】
工場廃液の添加方法は、クリンカーに直接滴下することも可能であるが、スプレーノズルを使ってクリンカーに均一に散布する方がより好ましいことは言うまでもない。
【００１７】
この方法で、工場廃液添加処理の対象となるセメントクリンカー種は特に限定されるものではなく、一般的なセメント用として用いられる通常のセメントクリンカーを全て対象とすることができる。例えば、生成するセメント種としては、ＪＩＳＲ５２１０「ポルトランドセメント」に規定されるポルトランドセメント、ＪＩＳＲ５２１１「高炉セメント」、ＪＩＳＲ５２１２「シリカセメント」、ＪＩＳＲ５２１３「フライアッシュセメント」等に規定される混合セメントが挙げられる。また、混合セメントをクリンカーと混合材料とをミルで同時粉砕して製造する場合には、同時粉砕時に工場廃液を散布しても良い。
【００１８】
本発明の方法で、工場廃液の散布処理を受けたクリンカ−を原料として製造されたセメントは、一般のセメントと全く同様の方法で使用することが出来る。
【００１９】
【実施例】
次では、具体例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
参考例１〜３、比較例１廃液として無機材料製品製造工場より発生する廃液の処理を検討した。この廃液は、９９％以上が水分であり、乾燥固形物の成分は炭酸カルシウムである。この廃液をクリンカークーラーからクリンカーサイロへ輸送するベルトコンベアー上を流れる普通セメントクリンカーに散布した。散布量は、クリンカーに対して１．０、２．０、３．０質量％とした。この廃液を散布した普通セメントクリンカーより製造したセメントについては、ＪＩＳＲ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して品質試験を実施した。品質試験結果を、廃液無散布の普通セメントクリンカーより製造したセメントを比較対象させて表１に示す。
【００２０】
参考例１’〜３’、比較例１’ 得られたセメント用いてコンクリートを作製し、コンクリートの評価試験を行なった。結果を表２に示す。配合は、コンクリート１ｍ３当たりセメント３１５ｋｇ、水１７３ｋｇ、細骨材８０８ｋｇ、粗骨材９９０ｋｇとし、ＡＥ減水剤としてリグニンスルホン酸系のエヌエムビー社製のポゾリスＮｏ．７０をセメントに対して０．２５質量％添加した。コンクリートの目標スランプは１８ｃｍ、目標空気量は４．５％とし、補助ＡＥ剤により調整した。
コンクリートの練り混ぜは、容量５０ｌのパン型強制練りミキサーにて、練り混ぜ量３０ｌとして行った。得られたコンクリートは、ＪＩＳＡ１１０１「コンクリートのスランプ試験方法」に準拠してスランプを、ＪＩＳＡ１１３２「コンクリートの強度試験用供試体の作り方」、および、ＪＩＳＡ１１０８「コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して供試体の調製、および、材齢７日、２８日の圧縮強度試験を行った。供試体の大きさは、φ１０ｃｍ×２０ｃｍとし、養生は２０℃の水中で行った。
結果を表２に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【表２】

【００２３】
実施例１〜４、１’〜４’、比較例２、２’ 有機化学工場からの廃液の処理を検討した。この廃液は１００℃の乾燥減量で求めた水分が、約９０％であり、残りの乾燥固形物のほとんどが硫酸ナトリウムである。廃液の代表的な化学組成を表３に示す。この廃液をセメント仕上げミルの冷却水として、仕上げミル中に散布して普通セメントを製造した。廃液の添加量は、廃液に含まれる硫酸ナトリウムの添加量がクリンカーに対して、０．０５、０．１、０．１５、０．２質量％とし、ミルへの散水量は、クリンカーに対して２．０質量％一定となるように廃液を適宜希釈して散布した。通常の水散布での普通セメント製造と比較して、クリンカーの粉砕性、セメント挽入量、電力原単位等のセメント製造状況には、変化が見られなかった。
得られたセメント及び該セメントから作製したコンクリートについては、夫々参考例１〜３及び参考例１’〜３’と同一の方法で評価試験を行なった。結果を表４及び表５に夫々示す。
【００２４】
【表３】

【００２５】
【表４】

【００２６】
【表５】

【００２７】
【発明の効果】
表１、２に示されるように、セメントクリンカーに工場廃液を散布しても、セメント、およびコンクリートの品質は無添加品と同等であり、工場廃液を処理できることがわかる。
また、表４、５に示されるように、硫酸ナトリウムを含む廃液をクリンカーに散布した場合、セメントの品質試験では廃液散布による変化はないが、リグニンスルホン酸系ＡＥ減水剤を使用したコンクリート試験では、廃液を散布したセメントのコンクリートは、強度が向上しており、工場廃液を強度増進剤として有効利用することができる。
このように、工場廃液をクリンカークーラー内、クリンカーサイロへの輸送経路の途中、セメント仕上げミルに散布処理することにより、好適に処理することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating factory waste liquid in a cement factory.
[0002]
[Prior art]
Waste liquids generated from factories that manufacture various products such as chemical factories and electronic parts manufacturing factories often contain a large amount of moisture, but they are usually aerobically treated in waste liquid purification treatment equipment. As a result, the organic components in the factory waste liquid are decomposed by the aerobic microorganisms. As a result, sludge such as precipitates and flocks generated is removed, and the purified water is discharged out of the system.
Further, in a factory without a waste liquid purification treatment facility, the factory waste liquid is often incinerated.
[0003]
Factory waste liquid purification treatment requires a large amount of cost, such as requiring a large site for the equipment and also costs for operation and maintenance. In addition, sludge generated during waste liquid purification treatment is often directly landfilled or incinerated ash is landfilled after incineration, but the amount that can be accepted at the landfill disposal site has definitely decreased. Processing is expected to become increasingly difficult in the future.
[0004]
As one of the solutions, for example, Patent Document 1 proposes a treatment method in which a factory waste liquid is mixed with a cement raw material by a method such as spraying it onto a humidity control tower of a raw material process in a cement factory.
As for the treatment in the raw material process of the cement factory, if the treatment amount is increased, it is necessary to dry, so that the thermal efficiency is lowered, and the cost is increased, and Na ⁺ , K ⁺ , SO ₄ ^2- , Cl ^- in the waste liquid containing inorganic ions such as, circulated in a kiln to form a coating, hindering the stable operation.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-239050 A (2 pages)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in consideration of the problems in the above-described conventional method for treating factory waste liquid, and does not require equipment for waste liquid purification treatment. The purpose is to provide a factory effluent treatment method that does not hinder.
[0007]
[Means for solving problems]
In the present invention, factory waste liquid is sprayed and added to a cement clinker on one or more kinds of processes selected from a process for cooling a cement clinker, a process for transporting the cooled clinker to a silo, and a process for finishing and grinding the clinker. in plant effluent treatment how to include sodium sulfate least 1 mass% factory waste liquid, and the plant waste, so that the amount of sodium sulfate is 0.05 to 0.2 wt% with respect to cement clinker added The present invention relates to a method for treating a factory waste liquid .
The present invention is described in detail below.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The cement raw material is fired at a temperature of 1400 ° C. or higher in a cement kiln and discharged as a cement clinker. The discharged clinker is 1200 ° C. or higher, but is immediately sent to the clinker cooler where it is air-cooled to about 200 ° C. The clinker that exits the clinker cooler is transported to the clinker silo by a bucket elevator, a belt conveyor, etc., and is temporarily stored, but water is sprinkled on the way and cooled as necessary.
[0009]
Thereafter, the cement clinker is ground with gypsum (CaSO ₄ .2H ₂ O) in a finishing mill and finally becomes cement. A ball mill is usually used for the finishing pulverization, but the temperature in the mill is increased by the pulverization energy. This temperature increases as the temperature of the clinker increases. The temperature of the clinker decreases during storage, but since the clinker is stored in the order of several thousand tons, the temperature of the internal clinker is difficult to decrease, and the temperature of the clinker is often high particularly in summer. When such a high temperature clinker is used, the temperature in the mill tends to be high. When the temperature in the mill reaches 80 ° C. or higher, the gypsum gradually changes to half-water gypsum (CaSO ₄ .0.5H ₂ O) due to dehydration of crystal water. It is known that if the amount of gypsum in the cement becomes too high, the cement will cause false setting. For this reason, in order to prevent temperature rise in the mill, water is sprayed on the clinker in the mill or immediately before entering the mill, and adjustment is performed so that the temperature in the mill does not rise too much due to the latent heat of evaporation. Yes. The amount of water spray at this time is determined in consideration of the influence on the size of the mill and the quality of the cement, but is usually within 3% by mass with respect to the clinker.
[0010]
The present invention is characterized in that the factory waste liquid is sprayed and added to the clinker, and the addition position of the factory waste liquid to the clinker is from the step of cooling the cement clinker fired in the kiln to the step of finishing and pulverizing the clinker. Various choices can be made.
For example, there is a method of spraying factory waste liquid instead of water on the clinker flowing in the clinker cooler described above or on a belt conveyor in the middle of transportation to the clinker silo. In this method, the water in the waste liquid is instantly evaporated, the clinker is cooled, and the remaining dry solid is directly used as a cement component.
[0011]
Also, the factory waste liquid can be sprayed into the finishing mill instead of the cement finishing mill cooling water. In this case, the waste liquid plays a role of mill cooling water, and the solid content after the waste liquid is dried is taken into the cement. In either case, processing can be performed while using the factory waste liquid for cooling.
[0012]
Neither the spraying process of the factory waste liquid into the clinker cooler, the spraying process to the clinker being transported to the silo, or the spraying process into the cement finishing mill has any effect on the operation of the cement kiln. Since the processing is performed at a specific location, stable kiln operation can be performed without hindering the operation of the kiln.
[0013]
In the present invention, the factory waste liquid to be treated is a liquid containing a large amount of water that is generated at the manufacturing site of various factories, and is generated from the waste liquid generated in the chemical factory, the cleaning waste water in the electronic component factory, and the inorganic product factory. An example of the waste liquid to be used can be given.
Of course, the moisture content and the species and amount of the content differ depending on the origin. Therefore, the amount added to the clinker is determined in consideration of these amounts, the clinker temperature at the addition position, and the influence on the quality of the cement. The possibility of adversely affecting the quality is low. In particular, a factory waste liquid having a water content of 85% or more can generally be handled in the same manner as pure water.
In addition, since the factory waste liquid has a clear composition, little fluctuation, and a large amount of generation, not only is it easy to set the addition conditions, but also in terms of stabilizing cement quality, the method of the present invention is used. It is a material suitable for processing.
[0014]
The treatment of the factory waste liquid containing 1% by mass or more of sodium sulfate generated in the step of treating a compound containing sodium with sulfuric acid is also preferable from the viewpoint of cement raw materials. In cement using clinker added so that the amount of sodium sulfate added by spraying is 0.05 to 0.2 mass%, the strength of concrete is improved when lignin sulfonic acid AE water reducing agent is used. It is because the effect to do is expressed. In this case, in addition to the intended clinker cooling effect, an effect specific to the addition of the clinker is added.
[0015]
If the amount of the factory waste liquid added is too large, as in the case of pure water addition, the hydration reaction of the cement clinker occurs due to the water content of the waste liquid, which causes deterioration of the cement quality. Therefore, the amount of addition is determined in advance by a test or the like in an amount suitable for the clinker temperature at the spraying site, as in the case of using pure water. Moreover, in the case of the dispersion | spreading process to a finishing mill, what is necessary is just to follow the optimal addition amount of the cooling water in the mill.
[0016]
Although it is possible to add the factory waste liquid directly to the clinker, it is needless to say that it is more preferable to uniformly spray the clinker using a spray nozzle.
[0017]
In this method, the type of cement clinker to be subjected to the factory waste liquid addition treatment is not particularly limited, and all ordinary cement clinker used for general cement can be targeted. For example, the types of cement to be generated are defined in Portland cement as defined in JIS R 5210 “Portland cement”, JIS R 5211 “Blast furnace cement”, JIS R 5212 “Silica cement”, JIS R 5213 “Fly ash cement” and the like. Mixed cement. Further, when the mixed cement is manufactured by simultaneously pulverizing the clinker and the mixed material with a mill, the factory waste liquid may be sprayed during the simultaneous pulverization.
[0018]
The cement manufactured using the clinker which has been subjected to the dispersion treatment of the factory waste liquid by the method of the present invention can be used in the same manner as general cement.
[0019]
【Example】
In the following, the present invention will be described in more detail with specific examples.
Reference Example 1-3, was examined processing waste liquid generated from the inorganic material product manufacturing plant as comparative example 1 effluent. In this waste liquid, 99% or more is moisture, and the component of the dry solid is calcium carbonate. The waste liquid was sprayed on a normal cement clinker flowing on a belt conveyer transported from the clinker cooler to the clinker silo. The application amount was 1.0, 2.0, and 3.0% by mass with respect to the clinker. About the cement manufactured from the normal cement clinker which spread | dispersed this waste liquid, the quality test was implemented based on JISR5201 "the physical test method of cement". The quality test results are shown in Table 1 for comparison with cement produced from ordinary cement clinker without spraying waste liquid.
[0020]
Reference Examples 1 ′ to 3 ′, Comparative Example 1 ′ Concrete was produced using the obtained cement, and concrete evaluation tests were performed. The results are shown in Table 2. The blending was 315 kg of cement per 1 m3 of concrete, 173 kg of water, 808 kg of fine aggregate, and 990 kg of coarse aggregate, and a lignin sulfonic acid type POZORIS No. 70 was added at 0.25 mass% with respect to the cement. The concrete target slump was 18 cm, the target air amount was 4.5%, and was adjusted with an auxiliary AE agent.
The mixing of the concrete was carried out at a mixing volume of 30 l with a 50 l pan-type forced kneading mixer. The concrete obtained is a slump according to JIS A 1101 “Concrete slump test method”, JIS A 1132 “How to make a specimen for concrete strength test”, and JIS A 1108 “Concrete compressive strength test method”. The specimens were prepared and the compressive strength test was conducted for 7 days and 28 days. The size of the specimen was φ10 cm × 20 cm, and curing was performed in water at 20 ° C.
The results are shown in Table 2.
[0021]
[Table 1]

[0022]
[Table 2]

[0023]
Examples 1-4 , 1'- 4 ' , Comparative Example 2, 2' The treatment of the waste liquid from the organic chemical factory was examined. This waste liquid has a water content of about 90% determined by loss on drying at 100 ° C., and most of the remaining dry solid is sodium sulfate. Table 3 shows a typical chemical composition of the waste liquid. This waste liquid was sprayed into the finishing mill as cooling water for the cement finishing mill to produce ordinary cement. The amount of waste liquid added is 0.05, 0.1, 0.15, 0.2% by mass with respect to the clinker, and the amount of water sprayed into the mill is based on the clinker. Then, the waste liquid was appropriately diluted so as to be constant at 2.0% by mass and sprayed. There was no change in the cement production status, such as the clinker grindability, cement penetration, and power intensity, compared to ordinary cement production with normal water application.
About the obtained cement and the concrete produced from this cement, the evaluation test was done by the same method as Reference Examples 1-3 and Reference Example 1'-3 ', respectively. The results are shown in Table 4 and Table 5, respectively.
[0024]
[Table 3]

[0025]
[Table 4]

[0026]
[Table 5]

[0027]
【The invention's effect】
As shown in Tables 1 and 2, it can be seen that even if the factory effluent is sprayed on the cement clinker, the quality of cement and concrete is equivalent to that of the additive-free product, and the factory effluent can be treated.
Moreover, as shown in Tables 4 and 5, when waste liquid containing sodium sulfate is sprayed on the clinker, there is no change due to waste liquid spraying in the cement quality test, but in the concrete test using lignin sulfonic acid AE water reducing agent The cement concrete sprayed with the waste liquid has improved strength, and the factory waste liquid can be effectively used as a strength enhancer.
Thus, it can process suitably by spraying a factory waste liquid on a cement finishing mill in the middle of the transportation route to a clinker cooler in a clinker cooler.

Claims

The plant waste, cement clinker cooling the car, cooled clinker one or cement clinker to scatter addition to that plant located on two or more steps selected from the step of milling finishing step and clinker transport to silos In the waste liquid treatment method , the factory waste liquid contains 1% by mass or more of sodium sulfate, and the factory waste liquid is added so that the amount of sodium sulfate is 0.05 to 0.2% by mass with respect to the cement clinker. A factory waste liquid treatment method.

The factory waste liquid treatment method according to claim 1, wherein a factory waste liquid having a water content of 85% by mass or more is sprayed and added to the cement clinker.